RU2616196C2 - Structural scheme and environmentally safe method of processing wastes and biomass to increase efficiency of generating electric power and heat - Google Patents
Structural scheme and environmentally safe method of processing wastes and biomass to increase efficiency of generating electric power and heat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616196C2 RU2616196C2 RU2015119131A RU2015119131A RU2616196C2 RU 2616196 C2 RU2616196 C2 RU 2616196C2 RU 2015119131 A RU2015119131 A RU 2015119131A RU 2015119131 A RU2015119131 A RU 2015119131A RU 2616196 C2 RU2616196 C2 RU 2616196C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- gas
- biomass
- waste
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/006—General arrangement of incineration plant, e.g. flow sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/002—Removal of contaminants
- C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
- C10K1/005—Carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
- C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
- C10J2300/1238—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves by plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
- C10J2300/1628—Ash post-treatment
- C10J2300/1634—Ash vitrification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
- C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1681—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with biological plants, e.g. involving bacteria, algae, fungi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1693—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
- C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/18—Continuous processes using electricity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
- F23G2201/301—Treating pyrogases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
- F23G2201/303—Burning pyrogases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/20—Combustion to temperatures melting waste
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2204/00—Supplementary heating arrangements
- F23G2204/20—Supplementary heating arrangements using electric energy
- F23G2204/201—Plasma
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
- F23G2206/203—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Предметом изобретения являются способ и структурная схема экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла, которая может успешно применяться в области энергетики и экологии, а также в области высокотемпературной плазменной переработки твердых бытовых и промышленных отходов и биомассы с использованием их энергетического потенциала, с одной стороны, для получения электроэнергии и тепла одновременно, с другой стороны, для производства материалов и товарных позиций из углекислого газа, применяемых в строительной, фармацевтической, парфюмерной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности.The subject of the invention is a method and structural diagram of environmentally friendly waste and biomass processing to increase the efficiency of electricity and heat production, which can be successfully applied in the field of energy and ecology, as well as in the field of high-temperature plasma processing of solid household and industrial waste and biomass using their energy potential on the one hand, for generating electricity and heat at the same time, on the other hand, for the production of materials and commodity items of carbon dioxide used in the construction, pharmaceutical, perfume, agricultural, and other industries.
Известны схемы плазменных установок, реализующих эти технологии, в которых генерируемый в результате термической деструкции твердых бытовых и промышленных отходов пиролизный газ либо сжигают с последующим использованием высокотемпературных продуктов сгорания для получения пара, который подают на турбогенераторы для получения электроэнергии, либо пиролизный газ после предварительной газоочистки используют как топливо для работы дизельных или газотурбинных установок, вырабатывающих электроэнергию. Кроме этого, в результате высокотемпературной деструкции твердых бытовых и промышленных отходов образуется экологически чистый стеклообразный шлак, который может быть использован в качестве строительного материала или, после соответствующей переработки, в качестве теплоизоляционного материала.Known schemes of plasma plants that implement these technologies, in which the pyrolysis gas generated as a result of thermal destruction of solid household and industrial wastes is either burned with the subsequent use of high-temperature combustion products to produce steam, which is fed to turbine generators to generate electricity, or the pyrolysis gas after preliminary gas treatment is used as fuel for the operation of diesel or gas turbine plants generating electricity. In addition, as a result of high-temperature destruction of solid household and industrial wastes, environmentally friendly glassy slag is formed, which can be used as a building material or, after appropriate processing, as a heat-insulating material.
Например, установка переработки отходов, представленная в описании патента WO 03/069227, которая в соответствии с фигурой 7 содержит загрузочное устройство отходов в плазменный реактор, плазменный реактор, реактор-дожигатель, систему очистки пиролизного газа, систему генерации электроэнергии и тепла, трубу выброса газов и систему управления, а также системы слива металла и стекловидного шлака; при этом реактор-дожигатель через котел-утилизатор соединен с турбогенератором, который обеспечивает выработку электроэнергии. Недостатком этого известного решения является то, что применяемый турбогенератор имеет низкий КПД и, соответственно, выработка электроэнергии неэффективна.For example, the waste treatment plant described in patent specification WO 03/069227, which according to FIG. 7 comprises a waste loading device in a plasma reactor, a plasma reactor, an afterburner, a pyrolysis gas purification system, an electric power and heat generation system, a gas exhaust pipe and a control system, as well as a system for draining metal and glassy slag; wherein the afterburner is connected through a waste heat boiler to a turbogenerator, which provides power generation. The disadvantage of this known solution is that the used turbogenerator has a low efficiency and, accordingly, the generation of electricity is inefficient.
В этом же патенте представлен альтернативный вариант схемы установки по переработке отходов (Рис. 3а), которая содержит плазменный реактор, систему очистки пиролизного газа, систему генерации электроэнергии и тепла, трубу выброса газов, причем система генерации электроэнергии содержит газовую турбину, соединенную с электрогенератором и котлом-утилизатором, выход которого соединен с паровой турбиной, подключенной к электрогенератору; при этом электрогенераторы газовой турбины и паровой турбины обеспечивают выработку электроэнергии для внешних потребителей. Применение в составе установки по переработке отходов газовой турбины, работающей на низкокалорийном пиролизном газе, приводит к снижению рентабельности работы установки, что также является недостатком.The same patent also presents an alternative scheme of a waste treatment plant (Fig. 3a), which contains a plasma reactor, a pyrolysis gas purification system, an electric power and heat generation system, a gas exhaust pipe, and the electric power generation system contains a gas turbine connected to an electric generator and a recovery boiler, the output of which is connected to a steam turbine connected to an electric generator; while the gas turbine and steam turbine power generators provide power generation for external consumers. The use of a gas turbine operating on a low-calorie pyrolysis gas as a part of a waste processing plant leads to a decrease in the profitability of the installation, which is also a drawback.
Плазменная установка переработки отходов, представленная в описании патента WO 0153434 (Фиг. 1А), содержит дуговой плазменный реактор, систему очистки пиролизного газа и газовую турбину, работающую на двух видах топлива, которые одновременно могут подаваться в камеру сгорания газовой турбины. В качестве дополнительного топлива в данном патенте предлагают варианты применения природного газа или дизельного топлива. Использование этих видов дополнительного топлива приводит к удорожанию всего процесса переработки отходов и, соответственно, к увеличению себестоимости выработки электричества и тепла, что делает невыгодным этот метод переработки отходов.The plasma waste treatment plant described in the patent specification WO 0153434 (Fig. 1A) comprises an arc plasma reactor, a pyrolysis gas purification system and a gas turbine operating on two types of fuel that can simultaneously be fed into the combustion chamber of a gas turbine. As an additional fuel, this patent proposes the use of natural gas or diesel fuel. The use of these types of additional fuel leads to a rise in the cost of the entire waste processing process and, consequently, to an increase in the cost of generating electricity and heat, which makes this waste processing method unprofitable.
Известна установка для получения электроэнергии (полезная модель RU 81561). Установка для получения электроэнергии содержит отделение приема и накопления бытовых отходов, блок плазменной переработки отходов, плазменные реакторы, системы водоподготовки, энергоблок электроснабжения и теплоснабжения с газовыми и паровой турбинами, соединенными с электрическими генераторами, блоки газоочистки и трубу выброса газов, отделения приема пластиксодержащих отходов, соединенные с конвертерами для переработки пластиксодержащей массы в жидкое дизельное топливо, соединенные с двухзонными камерами сгорания газовых турбин. В процессе выработки жидкого топлива в конвертере при отклонении параметров жидкого топлива (повышенное содержание серы) есть вероятность попадания некачественного жидкого топлива в камеру сгорания газовой турбины, что может сказаться на ее работоспособности. Поэтому для обеспечения надежной работы установки необходимо применять специальные газовые турбины, способные работать при повышенном содержании серы в топливе, что ограничивает номенклатуру применяемых газовых турбин для работы установки и имеет высокую стоимость, что, в свою очередь, является недостатком этого известного решения.A known installation for generating electricity (utility model RU 81561). A power generation installation comprises a household waste reception and accumulation unit, a plasma waste processing unit, plasma reactors, water treatment systems, an electric power supply and heat supply unit with gas and steam turbines connected to electric generators, a gas treatment unit and a gas exhaust pipe, a plastic-containing waste receiving unit, connected to converters for processing plastic-containing mass into liquid diesel fuel, connected to dual-zone gas turbine combustion chambers in. In the process of generating liquid fuel in the converter with deviation of the parameters of liquid fuel (high sulfur content), there is a chance that low-quality liquid fuel will enter the combustion chamber of the gas turbine, which may affect its performance. Therefore, to ensure reliable operation of the installation, it is necessary to use special gas turbines capable of operating at a high sulfur content in the fuel, which limits the range of gas turbines used for the operation of the installation and has a high cost, which, in turn, is a disadvantage of this known solution.
Известно также, что твердые бытовые и промышленные отходы являются ежедневным фактом жизни промышленно развитого общества и их утилизация становится все более серьезной проблемой. Захоронение твердых бытовых и промышленных отходов на свалках становится все более сложным, так как места захоронения исчерпываются. При таком традиционном способе существует угроза загрязнения подземных вод и прилегающих объектов, поэтому обеспечение безопасности захоронения становиться более дорогим, кроме того, такой способ является экономически невыгодным.It is also known that municipal solid and industrial waste is a daily fact of life in an industrialized society and its disposal is becoming an increasingly serious problem. The disposal of solid household and industrial waste in landfills is becoming increasingly difficult as landfills are being exhausted. With this traditional method, there is a threat of pollution of groundwater and surrounding objects, therefore, ensuring the safety of burial becomes more expensive, in addition, this method is economically disadvantageous.
С учетом вышеизложенного целью изобретения являются устранение недостатков известных решений и создание способа и структурной схемы, позволяющих повысить эффективность переработки твердых бытовых и твердых промышленных отходов и биомассы при производстве электрической и тепловой энергии, а также повышение уровня экологической безопасности процесса переработки и реализация высокоэффективного экономически выгодного производства.In view of the foregoing, the aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the known solutions and to create a method and block diagram that can improve the efficiency of processing solid household and solid industrial waste and biomass in the production of electric and thermal energy, as well as increase the level of environmental safety of the processing process and implement highly efficient, cost-effective production .
Осуществление изобретения основано на признании того, что твердые бытовые и твердые промышленные отходы и биомасса загружаем и измельчаем, затем подвергаем пиролизу и газификации, полученный пиролизный газ охлаждаем, очищаем и из него извлекаем углекислый газ, после чего очищенный пиролизный газ сжимаем и накапливаем вместе с синтез-газом, которые используем для производства электроэнергии и тепла, а выработанные электроэнергию и тепло поставляем для внешних потребителей; из тепла, образующего при охлаждении пиролизного газа, в свою очередь, производим дополнительную электроэнергию; во время пиролиза и газификации происходит плавление и образуется базальтоподобный шлак, который перерабатываем и из него производим теплоизоляционные материалы или гранулированный шлак; углекислый газ, выделенный из выхлопных газов, образующихся при производстве электроэнергии и тепла, сжимаем, накапливаем вместе с углекислым газом, выделенным из пиролизного газа, и после распределения и дозирования, с одной стороны, направляем как плазмообразующий газ в плазмотроны, с другой стороны, используем для производства товарной продукции из углекислого газа для внешних потребителей, с третьей стороны, подаем в качестве питающего вещества для выращивания водорослей; при этом загружаем семенной материал и выращиваем водоросли с применением источников света и тепла и углекислого газа, чем обеспечиваем производство биодизеля и биомассы из водорослей; произведенный биодизель очищаем, накапливаем и одновременно с очищенным пиролизным газом используем для производства электроэнергии и тепла, а отжим биомассы возвращаем в начало процесса; полученные в процессе производства жидкого биотоплива биомасса и масло из водорослей, как товарные позиции, поставляем для внешних потребителей; кроме того, с целью расширения ассортимента перерабатываемых отходов одновременно с началом процесса производим загрузку угольной пыли, затем с применением тепла генерируем синтез-газ, после чего осуществляем компримирование синтез-газа, который вместе с очищенным пиролизным газом накапливаем и используем для производства электроэнергии и тепла; таким образом, структурная схема и способ осуществления изобретения реализует поставленную цель.The implementation of the invention is based on the recognition that solid household and solid industrial waste and biomass are loaded and crushed, then pyrolyzed and gasified, cooled, purified, and carbon dioxide extracted, then compressed pyrolysis gas is compressed and accumulated along with synthesis -gas, which we use for the production of electricity and heat, and we supply the generated electricity and heat to external consumers; from the heat that forms during cooling of the pyrolysis gas, in turn, we produce additional electricity; during pyrolysis and gasification, melting occurs and a basalt-like slag is formed, which we process and produce heat-insulating materials or granulated slag from it; we compress, accumulate carbon dioxide emitted from the exhaust gases generated during the production of electricity and heat, accumulate it together with carbon dioxide emitted from the pyrolysis gas, and after distribution and dosing, on the one hand, we direct it as plasma-forming gas to the plasma torches, on the other hand, we use for the production of marketable carbon dioxide products for external consumers, on the third hand, we serve as a nutrient for growing algae; at the same time, we load the seed material and grow algae using light and heat sources and carbon dioxide, which ensures the production of biodiesel and biomass from algae; we clean the produced biodiesel, accumulate it and use it simultaneously with purified pyrolysis gas to produce electricity and heat, and return the biomass extraction to the beginning of the process; obtained in the process of production of liquid biofuels, biomass and algae oil, as commodity items, are supplied to external consumers; in addition, in order to expand the range of recyclable waste, we simultaneously load coal dust with the start of the process, then we generate synthesis gas using heat, and then we perform synthesis gas compression, which we collect and use together with purified pyrolysis gas to produce electricity and heat; Thus, the structural diagram and method of carrying out the invention realizes the goal.
Предметом изобретения является структурная схема и способ экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла.The subject of the invention is a structural diagram and method of environmentally friendly processing of waste and biomass to increase the efficiency of electricity and heat production.
Структурная схема изобретения содержит блок плазменной переработки отходов и биомассы, содержащий первый вход утилизации твердых коммунальных и твердых промышленных отходов и второй вход утилизации биомассы, которые также являются первым и вторым входами устройства загрузки и измельчения отходов. Блок плазменной переработки отходов и биомассы также содержит по крайней мере один плазменный конвертер, устройство очистки пиролизного газа, первое устройство компримирования, первый газгольдер. По крайней мере один выход устройства загрузки и измельчения отходов подключен к первому входу по крайней мере одного плазменного конвертера; второй выход по крайней мере одного плазменного конвертера подключен к входу блока переработки базальтоподобного шлака. Выход первого устройства компримирования соединен с первым входом первого газгольдера, выход первого газгольдера является также вторым выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы, который связан со вторым входом двухтопливного регулятора парогазотурбинного блока, который также является вторым входом парогазотурбинного блока. Первый выход водогрейного котла-утилизатора является также первым выходом тепла из блока плазменной переработки отходов и биомассы, который связан с третьим входом парогазотурбинного блока, который также является третьим входом котла-утилизатора парогазотурбинного блока. Парогазотурбинный блок содержит по крайней мере одну газовую турбину, содержащую компрессор, двухтопливную камеру сгорания и турбину; кроме того, содержит по крайней мере один электрический генератор, по крайней мере один котел-утилизатор, паровую турбину, второй электрический генератор, устройство водоподготовки, по крайней мере одну трубу выброса газов. Выход компрессора соединен с третьим входом двухтопливной камеры сгорания; первый вход двухтопливной камеры сгорания соединен с первым выходом топливного регулятора, а второй выход соединен со вторым входом двухтопливной камеры сгорания. Выход двухтопливной камеры сгорания соединен с входом турбины; первый выход турбины соединен с первым электрическим генератором, выход которого является также первым выходом подключения для внешних потребителей электроэнергии схемы. Второй выход турбины соединен с первым входом котла-утилизатора, второй вход котла-утилизатора связан с устройством водоподготовки; первый выход котла-утилизатора, связанный с первым выходом паровой турбины, является также третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла схемы. Второй выход котла-утилизатора соединен с входом паровой турбины, второй выход паровой турбины соединен с входом второго электрического генератора, выход которого является также вторым выходом подключения для внешних потребителей электроэнергии схемы. Выход трубы выброса газов соединен с входом блока управления и контроля технологического процесса, имеющего двусторонние связи с другими блоками схемы и состоящего из устройства управления и контроля технологического процесса, а также по крайней мере из одного устройства экологического контроля выбросов. В блоке переработки базальтоподобного шлака содержится устройство выгрузки жидкого шлака, к входу которого подключен выход блока плазменной переработки отходов и биомассы. Выход устройства выгрузки жидкого шлака через волоконно-образующее устройство подключено к входу устройства волокноосаждения, один выход устройства волокноосаждения подключен к входу устройства формирования теплоизоляционного материала, а другой выход соединен с входом устройства сбора и гранулирования неволоконных частиц. Выход устройства формирования теплоизоляционного материала является также выходом теплоизоляционных материалов схемы; выход устройства сбора и гранулирования неволоконных частиц является также выходом гранулированного шлака схемы или к входу устройства выгрузки жидкого шлакоблока переработки базальтоподобного шлака подключен второй выход плазменного конвертора блока плазменной переработки отходов и биомассы, выход устройства выгрузки жидкого шлака соединен с входом устройства сбора и гранулирования шлака, выход устройства сбора и гранулирования шлака является также выходом гранулированного шлака схемы.The structural diagram of the invention comprises a plasma processing unit for waste and biomass, comprising a first input for utilization of solid municipal and solid industrial waste and a second input for utilization of biomass, which are also the first and second inputs of the device for loading and grinding waste. The plasma processing unit for waste and biomass also contains at least one plasma converter, a pyrolysis gas purification device, a first compression device, a first gas holder. At least one output of the waste loading and shredding device is connected to the first input of at least one plasma converter; the second output of at least one plasma converter is connected to the input of the basalt-like slag processing unit. The output of the first compression device is connected to the first input of the first gas holder, the output of the first gas holder is also the second output of the plasma processing unit for waste and biomass, which is connected to the second input of the dual-fuel regulator of the steam-gas-turbine unit, which is also the second input of the steam-gas-turbine unit. The first exit of the waste heat boiler is also the first heat output from the plasma processing unit for waste and biomass, which is connected to the third input of the steam and gas turbine unit, which is also the third input of the waste heat boiler of the steam and gas turbine unit. A steam-gas-turbine unit comprises at least one gas turbine comprising a compressor, a dual-fuel combustion chamber, and a turbine; in addition, it contains at least one electric generator, at least one waste heat boiler, a steam turbine, a second electric generator, a water treatment device, and at least one gas exhaust pipe. The compressor output is connected to the third input of the dual-fuel combustion chamber; the first input of the dual-fuel combustion chamber is connected to the first output of the fuel regulator, and the second output is connected to the second input of the dual-fuel combustion chamber. The output of the dual-fuel combustion chamber is connected to the turbine inlet; the first output of the turbine is connected to the first electric generator, the output of which is also the first output of the connection for external power consumers of the circuit. The second output of the turbine is connected to the first input of the recovery boiler, the second input of the recovery boiler is connected to a water treatment device; the first output of the recovery boiler associated with the first output of the steam turbine is also the third output of the connection for external heat consumers of the circuit. The second output of the recovery boiler is connected to the input of the steam turbine, the second output of the steam turbine is connected to the input of the second electric generator, the output of which is also the second output of the connection for external power consumers of the circuit. The outlet of the gas exhaust pipe is connected to the input of the control and process control unit, which has two-way communication with other circuit units and consists of a process control and control device, as well as at least one environmental emission control device. The basalt-like slag processing unit contains a liquid slag discharge device, the input of which is connected to the output of the plasma processing unit for waste and biomass. The output of the liquid slag discharge device through the fiber-forming device is connected to the input of the fiber deposition device, one output of the fiber deposition device is connected to the input of the device for forming heat-insulating material, and the other output is connected to the input of the device for collecting and granulating non-fiber particles. The output of the device for forming the heat-insulating material is also the output of the heat-insulating materials of the circuit; the output of the device for collecting and granulating non-fiber particles is also the output of the granulated slag of the circuit, or the second output of the plasma converter of the plasma processing unit for waste and biomass is connected to the input of the device for discharging liquid slag block for processing basalt-like slag, the output of the device for unloading liquid slag is connected to the input of the device for collecting and granulating slag, output Slag collecting and granulating devices is also the output of granular slag circuits.
Структурная схема отличается тем, что первый выход по крайней мере одного плазменного конвертера блока плазменной переработки отходов и биомассы соединен с входом водогрейного котла-утилизатора. Второй выход водогрейного котла-утилизатора через устройство очистки пиролизного газа связан с входом первого устройства улавливания углекислого газа; первый выход первого устройства улавливания углекислого газа связан с входом первого устройства компримирования; второй выход первого устройства улавливания углекислого газа через второе устройства компримирования связан по крайней мере с одним из входов второго газгольдера. Выход второго газгольдера соединен с входом устройства распределения и дозирования углекислого газа; первый выход устройства распределения и дозирования углекислого газа соединен со вторым входом плазменного конвертера. Второй выход устройства распределения и дозирования углекислого газа является также третьим выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы, который связан с входом блока производства товарной продукции из углекислого газа. Выход блока производства товарной продукции из углекислого газа является также выходом товарной продукции из углекислого газа схемы; третий выход устройства распределения и дозирования углекислого газа является также четвертым выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы, который связан с первым входом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей. Второй вход блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей соединен с третьим выходом подключения парогазотурбинного блока и вторым входом блока генератора угольного синтез-газа; третий выход блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей связан с первым выходом парогазотурбинного блока. Первый вход по крайней мере одного топливного регулятора парогазотурбинного блока соединен с выходом по крайней мере одного устройства подготовки топлива для газовой турбины, вход которого является также первым входом парогазотурбинного блока. Третий выход котла-утилизатора парогазотурбинного блока соединен с входом второго устройства улавливания углекислого газа; первый выход второго устройства улавливания углекислого газа соединен с входом по крайней мере одной трубы выброса газов; второй выход второго устройства улавливания углекислого газа является также четвертым выходом парогазотурбинного блока, который связан с четвертым входом блока плазменной переработки отходов и биомассы, который также является входом третьего устройства компримирования, выход которого связан по крайней мере с одним из входов второго газгольдера. Третий вход блока плазменной переработки отходов и биомассы является также входом четвертого устройство компримирования, который связан с выходом блока генератора угольного синтез-газа, содержащего первый утилизационный вход угольной пыли; выход четвертого устройства компримирования связан в свою очередь по крайней мере с одним из входов первого газгольдера.The structural scheme is characterized in that the first output of at least one plasma converter of the plasma processing unit for waste and biomass is connected to the input of the waste heat boiler. The second exit of the recovery boiler through the pyrolysis gas purification device is connected to the inlet of the first carbon dioxide capture device; the first output of the first carbon dioxide capture device is connected to the input of the first compression device; the second output of the first carbon dioxide capture device through the second compression device is connected to at least one of the inputs of the second gas tank. The output of the second gas tank is connected to the input of the carbon dioxide distribution and dosing device; the first output of the carbon dioxide distribution and metering device is connected to the second input of the plasma converter. The second output of the carbon dioxide distribution and dosing device is also the third output of the plasma processing unit for waste and biomass, which is connected to the input of the commercial unit for the production of carbon dioxide. The output of a commercial unit for the production of carbon dioxide is also the output of a commercial product for carbon dioxide schemes; the third output of the carbon dioxide distribution and metering device is also the fourth output of the plasma processing unit for waste and biomass, which is connected to the first input of the biodiesel and biomass generation unit from algae. The second input of the block producing biodiesel and biomass from algae is connected to the third output of the steam-gas-turbine unit and the second input of the block of the coal synthesis gas generator; the third output of the biodiesel and biomass generation unit from algae is associated with the first output of the steam-gas-turbine unit. The first input of at least one fuel regulator of a steam-gas-turbine unit is connected to the output of at least one fuel preparation device for a gas turbine, the input of which is also the first input of a steam-gas-turbine unit. The third output of the recovery boiler of a steam-gas-turbine unit is connected to the input of the second carbon dioxide capture device; the first outlet of the second carbon dioxide capture device is connected to the inlet of at least one gas exhaust pipe; the second output of the second carbon dioxide capture device is also the fourth output of the steam-gas-turbine unit, which is connected to the fourth input of the plasma waste and biomass processing unit, which is also the input of the third compression device, the output of which is connected to at least one of the inputs of the second gas holder. The third input of the plasma processing unit for waste and biomass is also the input of the fourth compression device, which is associated with the output of the coal-syngas generator block containing the first utilization input of coal dust; the output of the fourth compression device is in turn connected with at least one of the inputs of the first gas holder.
В первом примере предпочтительного осуществления структурной схемы изобретения блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей содержит первый теплообменник, фотобиореактор, сепаратор, пресс, центрифугу, устройство выработки биодизельного топлива из водорослей, устройство очистки биодизельного топлива из водорослей и накопитель биодизельного топлива из водорослей, первый вход которого является также первым входом фотобиореактора. Второй вход фотобиореактора соединен с выходом первого теплообменника, вход которого является также вторым входом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей, который связан с третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла и вторым входом блока генератора угольного синтез-газа. Выход фотобиореактора через сепаратор связан с входом пресса, первый выход которого является также первым выходом товарной продукции биомассы из водорослей блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей, к которому подключен второй вход блока плазменной переработки отходов и биомассы. Второй выход пресса соединен с входом центрифуги, первый выход которой является также вторым выходом товарной продукции масла из водорослей блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей. Второй выход центрифуги через устройство выработки биодизельного топлива из водорослей и устройство очистки биодизельного топлива из водорослей связан с входом накопителя биодизельного топлива из водорослей; выход накопителя биодизельного топлива из водорослей является также третьим выходом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей, который связан с входом по крайней мере одного устройства подготовки топлива для газовой турбины парогазотурбинного блока.In a first example of a preferred embodiment of the structural scheme of the invention, the biodiesel and algae biomass generation unit comprises a first heat exchanger, a photobioreactor, a separator, a press, a centrifuge, an algae biodiesel production device, an algae biodiesel purification device and an algae biodiesel storage device, a first input which is also the first input of the photobioreactor. The second input of the photobioreactor is connected to the output of the first heat exchanger, the input of which is also the second input of the block producing biodiesel and biomass from algae, which is connected with the third output of the connection for external heat consumers and the second input of the block of the coal synthesis gas generator. The output of the photobioreactor through the separator is connected to the entrance of the press, the first exit of which is also the first exit of commercial biomass products from the algae of the biodiesel and biomass from the algae, to which the second input of the plasma waste and biomass processing unit is connected. The second exit of the press is connected to the inlet of the centrifuge, the first exit of which is also the second exit of commercial oil production from the algae of the biodiesel and biomass generation unit from the algae. The second exit of the centrifuge through the device for generating biodiesel from algae and the device for cleaning biodiesel from algae is connected to the inlet of the biodiesel from algae; the output of the biodiesel fuel accumulator from the algae is also the third output of the biodiesel and biomass generation unit from the algae, which is associated with the input of at least one fuel preparation device for a gas turbine of a steam-gas turbine unit.
Во втором примере предпочтительного осуществления структурной схемы изобретения блок генератора угольного синтез-газа содержит первый вход утилизации угольной пыли, который также является входом устройства загрузки угольной пыли; выход устройства загрузки угольной пыли соединен с первым входом генератора угольного синтез-газа, выход которого соединен с устройством очистки синтез-газа, выход которого является также первым выходом блока генератора угольного синтез-газа. Второй вход генератора угольного синтез-газа соединен с выходом второго теплообменника, вход которого является также вторым входом блока генератора угольного синтез-газа; второй вход блока генератора угольного синтез-газа связан с третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла.In a second example of a preferred embodiment of the structural scheme of the invention, the coal synthesis gas generator unit comprises a first coal dust recovery input, which is also an input of a coal dust loading device; the output of the coal dust loading device is connected to the first input of the coal synthesis gas generator, the output of which is connected to the synthesis gas purification device, the output of which is also the first output of the coal synthesis gas generator block. The second input of the coal synthesis gas generator is connected to the output of the second heat exchanger, the input of which is also the second input of the coal synthesis gas generator block; the second input of the block of the generator of coal synthesis gas is connected with the third output of the connection for external heat consumers.
Предметом изобретения также является способ экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла, который заключается в том, что отходы и биомассу загружаем и измельчаем, затем подвергаем пиролизу и газификации; полученный пиролизный газ охлаждаем, очищаем и из него извлекаем углекислый газ, после чего очищенный пиролизный газ сжимаем и накапливаем вместе с синтез-газом, которые используем для производства электроэнергии и тепла, а выработанные электроэнергия и тепло предоставляем для внешних потребителей. Из тепла, образующегося при охлаждении пиролизного газа, в свою очередь производим дополнительную электроэнергию. Во время пиролиза и газификации образуется базальтоподобный шлак, который перерабатываем и из него производим теплоизоляционные материалы или гранулированный шлак.The subject of the invention is also a method for the environmentally friendly processing of waste and biomass to increase the efficiency of electricity and heat production, which consists in loading and grinding waste and biomass, and then pyrolyzing and gasifying it; The resulting pyrolysis gas is cooled, purified, and carbon dioxide is extracted from it, after which the purified pyrolysis gas is compressed and stored together with synthesis gas, which we use to produce electricity and heat, and we provide generated electricity and heat to external consumers. From the heat generated during cooling of the pyrolysis gas, in turn, we produce additional electricity. During pyrolysis and gasification, a basalt-like slag is formed, which we process and produce heat-insulating materials or granular slag from it.
Способ осуществления изобретения отличается тем, что углекислый газ, выделенный из выхлопных газов, образующихся при производстве электроэнергии и тепла, сжимаем, накапливаем вместе с углекислым газом, выделенным из пиролизного газа, и после распределения и дозирования, с одной стороны, направляем как плазмообразующий газ в плазмотроны, с другой стороны, используем для производства товарной продукции из углекислого газа для внешних потребителей, с третьей стороны, подаем в качестве питающего вещества для выращивания водорослей; при этом загружаем семенной материал и выращиваем водоросли с применением источников света и тепла и углекислого газа, чем обеспечиваем производство биодизеля и биомассы из водорослей. Произведенный биодизель очищаем, накапливаем и используем одновременно с очищенным пиролизным газом для производства электроэнергии и тепла; отжим биомассы возвращаем в начало процесса, а полученные в процессе производства жидкого биотоплива биомасса и масло из водорослей поставляем для внешних потребителей. Кроме того, одновременно с началом процесса с целью расширения ассортимента перерабатываемых отходов производим загрузку угольной пыли, генерируем синтез-газ с применением тепла, после этого осуществляем компримирование синтез-газа, который вместе с очищенным пиролизным газом накапливаем и используем для производства электроэнергии и тепла.The method of carrying out the invention is characterized in that the carbon dioxide emitted from the exhaust gases generated during the production of electricity and heat is compressed, accumulated together with the carbon dioxide emitted from the pyrolysis gas, and after distribution and dosing, on the one hand, it is sent as a plasma-forming gas to plasmatrons, on the other hand, are used for the production of commercial products from carbon dioxide for external consumers, on the third hand, we serve as a nutrient for growing algae; at the same time, we load the seed material and grow algae using light and heat sources and carbon dioxide, which ensures the production of biodiesel and biomass from algae. We clean the produced biodiesel, accumulate it and use it simultaneously with the purified pyrolysis gas to produce electricity and heat; biomass extraction is returned to the beginning of the process, and we supply biomass and algae oil obtained in the process of production of liquid biofuel to external consumers. In addition, at the same time as the process begins, in order to expand the range of recyclable waste, we load coal dust, generate synthesis gas using heat, then we perform synthesis gas compression, which we collect and use together with purified pyrolysis gas to produce electricity and heat.
В другом варианте предпочтительного осуществления способа изобретения пиролизный газ на выходе плазменного конвертера целесообразно нагреваем до температуры 1200-1450°С, обеспечивая дополнительное время воздействия высокой температуры на пиролизный газ, чем предотвращаем его охлаждение во время прохождения по газоходу в водогрейный котел-утилизатор и этим исключаем спонтанное образование фуранов и диоксинов.In another embodiment of a preferred embodiment of the method of the invention, it is advisable to heat the pyrolysis gas at the outlet of the plasma converter to a temperature of 1200-1450 ° C, providing additional time for the pyrolysis gas to be exposed to high temperature, thereby preventing it from cooling during passage through the gas duct to the waste heat boiler, thereby eliminating spontaneous formation of furans and dioxins.
В третьем варианте предпочтительного осуществления способа изобретения с целью повышения калорийности пиролизного газа и, соответственно, увеличения количества вырабатываемых электроэнергии и тепла и снижения эмиссии углекислого газа в атмосферу в технологический процесс переработки отходов и биомассы вводим процессы выращивания водорослей в закрытом объеме и выработки биомассы и жидкого биотоплива из водорослей. В процессе выращивания водорослей подготовленный семенной материал водорослей загружаем в фотобиореактор, наполненный пресной водой, химическим составом которой обеспечиваем максимальный темп роста водорослей, и в результате обеспечиваем эффективный фотосинтез; в фотобиореакторе водоросли во время роста подвергаются определенному шоку и начинают ускоренно делиться, накапливая в своей массе максимальное количество маслянистой жидкости, из которой вырабатываем высококачественное дизельное топливо.In a third embodiment of the preferred embodiment of the method of the invention, in order to increase the calorific value of pyrolysis gas and, accordingly, increase the amount of electricity and heat generated and reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere, we introduce the processes of growing algae in a closed volume and generating biomass and liquid biofuel into the technological process of processing waste and biomass from algae. In the process of growing algae, the prepared algae seed material is loaded into a photobioreactor filled with fresh water, the chemical composition of which ensures the maximum growth rate of algae, and as a result we ensure effective photosynthesis; In the photobioreactor, algae undergo a certain shock during growth and begin to divide rapidly, accumulating in their mass the maximum amount of oily liquid from which we produce high-quality diesel fuel.
В четвертом варианте предпочтительного осуществления способа изобретения выработанное дизельное топливо очищаем от воды, накапливаем для обеспечения непрерывной подачи с заданными параметрами по расходу и давлению и одновременно с очищенным пиролизным газом подаем в двухтопливную камеру сгорания газовой турбины. Отжим биомассы после получения жидкого биотоплива измельчаем и подаем требуемое количество в плазменный конвертер, а часть биомассы и масла из водорослей, получаемую в процессе производства жидкого биотоплива, поставляем внешним потребителям.In the fourth embodiment of the preferred embodiment of the method of the invention, the generated diesel fuel is cleaned of water, accumulated to provide a continuous supply with predetermined parameters for flow and pressure, and simultaneously with the purified pyrolysis gas, we feed into a dual-fuel combustion chamber of a gas turbine. After biomass liquid biomass extraction, we grind it and feed the required amount to the plasma converter, and we supply the part of biomass and algae oil obtained in the process of liquid biofuel production to external consumers.
В еще одном варианте предпочтительного осуществления способа изобретения с целью расширения номенклатуры перерабатываемых отходов вводим процесс утилизации угольных отходов; для этого угольные отходы в виде угольной пыли подаем в блок генератора угольного синтез-газа, где их газифицируем в автономном технологическом процессе (автономный технологический процесс подразумевает работу как параллельно с выработкой пиролизного газа в блоке плазменной переработки отходов и биомассы, так и самостоятельно).Полученный синтез-газ на выходе блока генератора угольного синтез-газа сжимаем, накапливаем вместе с очищенным пиролизным газом, а полученную смесь подаем в двухтопливную камеру сгорания газовой турбины в качестве топлива; для получения синтез-газа используем пар из котла-утилизатора газовой турбины или паровой турбины.In another embodiment of the preferred embodiment of the method of the invention, in order to expand the range of recyclable waste, we introduce the process of utilization of coal waste; For this, coal waste in the form of coal dust is fed to the coal synthesis gas generator unit, where it is gasified in an autonomous technological process (an autonomous technological process involves working both in parallel with the production of pyrolysis gas in a plasma processing unit for waste and biomass, or independently). we compress the synthesis gas at the output of the coal synthesis gas generator block, accumulate it together with purified pyrolysis gas, and feed the resulting mixture into a dual-fuel combustion chamber of a gas turbine TBE fuel; To obtain synthesis gas, we use steam from a waste heat boiler of a gas turbine or a steam turbine.
Осуществление изобретения более подробно представлено на чертежах, а именно:The implementation of the invention is presented in more detail in the drawings, namely:
на фигуре 1 показана принципиальная блок-схема предмета изобретения,the figure 1 shows a schematic block diagram of an object of the invention,
на фигуре 2 показана блок-схема предпочтительного варианта осуществления структурной схемы изобретения,figure 2 shows a block diagram of a preferred embodiment of a structural diagram of the invention,
на фигуре 3 показана блок-схема одного предпочтительного варианта осуществления блока переработки базальтоподобного шлака в соответствии с изобретением,figure 3 shows a block diagram of one preferred embodiment of a processing unit for basalt-like slag in accordance with the invention,
на фигуре 4 показана блок-схема другого варианта осуществления блока переработки базальтоподобного шлака в соответствии с изобретением,figure 4 shows a block diagram of another embodiment of a processing unit for basalt-like slag in accordance with the invention,
на фигуре 5 показана блок-схема технологического процесса варианта осуществления экологически безопасного способа изобретения.5 is a flowchart of an embodiment of an environmentally friendly method of the invention.
Как видно на фигурах 1 и 2, изобретение имеет пять основных блоков, а именно: блок плазменной переработки отходов и биомассы 54, блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55, парогазотурбинный блок 56, блок управления и контроля технологического процесса 57 и блок производства товарной продукции из углекислого газа 58 (Блок управления и контроля технологического процесса 57 имеет двусторонние связи с остальными блоками структурной схемы, однако эти связи на чертеже не показаны для удобства представления и наглядности).As can be seen in figures 1 and 2, the invention has five main blocks, namely: a plasma processing unit for waste and
Блок плазменной переработки отходов и биомассы 54 содержит устройство загрузки и измельчения отходов и биомассы 3, которое имеет первый и второй входы, которые также являются входом утилизации твердых коммунальных и твердых промышленных отходов 1 и входом утилизации биомассы 2. Устройство загрузки и измельчения отходов и биомассы 3 содержит по крайней мере один выход, который соединен с первым входом по крайней мере одного плазменного конвертера 4; второй выход плазменного конвертера 4 соединен с входом блока переработки базальтоподобного шлака 13. Блок плазменной переработки отходов и биомассы 54 также содержит устройство очистки пиролизного газа 6, первое устройство компримирования 8 пиролизного газа, первый газгольдер 9. Выход первого устройства компримирования 8 пиролизного газа соединен с первым входом первого газгольдера 9; выход первого газгольдера 9 является также вторым выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, который связан со вторым входом топливного регулятора 25 парогазотурбинного блока 56. Второй вход топливного регулятора 25 является также вторым входом парогазотурбинного блока 56. Первый выход водогрейного котла-утилизатора 5 является также первым выходом тепла А из блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, который связан с третьим входом парогазотурбинного блока 56. Третий вход парогазотурбинного блока 56 является также третьим входом котла-утилизатора 32 парогазотурбинного блока 56. Парогазотурбинный блок 56 также содержит по крайней мере одну газовую турбину 26, компрессор 27, двухтопливную камеру сгорания 28, турбину 29, по крайней мере один первый электрический генератор 30, по крайней мере один котел-утилизатор 32, паровую турбину 34, второй электрический генератор 35, устройство водоподготовки 33, по крайней мере одну трубу выброса газов 38. Газовая турбина 26 содержит компрессор 27, двухтопливную камеру сгорания 28 и турбину 29, причем выход компрессора 27 соединен с третьим входом двухтопливной камеры сгорания 28; первый выход двухтопливного регулятора 25 соединен с первым входом двухтопливной камеры сгорания 28, второй выход двухтопливного регулятора 25 соединен со вторым входом двухтопливной камеры сгорания 28, а выход двухтопливной камеры сгорания 28 соединен с входом турбины 29; первый выход турбины 29 соединен с входом первого электрического генератора 30, выход которого является также первым выходом подключения для внешних потребителей электроэнергии 31А схемы. Второй выход турбины 29 газовой турбины 26 соединен с первым входом котла-утилизатора 32; второй вход котла-утилизатора 32 связан устройством водоподготовки 33; первый выход котла-утилизатора 32, связанный с первым выходом паровой турбины 34, является также третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла 36 схемы. Второй выход котла-утилизатора 32 соединен с входом паровой турбины 34; второй выход паровой турбины 34 соединен с входом второго электрического генератора 35, выход которого является также вторым выходом подключения для внешних потребителей электроэнергии 31В схемы. Выход трубы выброса газов 38 соединен с входом блока управления и контроля технологического процесса 57, имеющего двусторонние связи с другими блоками схемы и содержащего устройство управления и контроля технологического процесса 39 и по крайней мере одно устройство экологического контроля выбросов 40.The plasma processing unit of waste and
Первый выход по крайней мере одного плазменного конвертера 4 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 соединен с входом водогрейного котла-утилизатора 5. Второй выход водогрейного котла-утилизатора 5 через устройство очистки пиролизного газа 6 связан с входом первого устройства улавливания углекислого газа 7; первый выход первого устройства улавливания углекислого газа 7 связан с входом первого устройства компримирования 8; второй выход первого устройства улавливания углекислого газа 7 через второе устройства компримирования 10 связан по крайней мере с одним из входов второго газгольдера 11; выход второго газгольдера 11 соединен с входом устройства распределения и дозирования углекислого газа 12; выход устройства распределения и дозирования углекислого газа 12 соединен со вторым входом плазменного конвертера 4; первый выход устройства распределения и дозирования углекислого газа 12 является также третьим выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, который связан с входом блока производства товарной продукции из углекислого газа 58. Выход блока производства товарной продукции из углекислого газа 58 является также выходом товарной продукции из углекислого газа "D" схемы. Третий выход устройства распределения и дозирования углекислого газа 12 является также четвертым выходом блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, который связан с первым входом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55. Первый вход по крайней мере одного топливного регулятора 25 парогазотурбинного блока 56 соединен с выходом устройства подготовки топлива для газовой турбины 24 парогазотурбинного блока 56, вход которого является также первым входом парогазотурбинного блока 56. Третий выход котла-утилизатора 32 парогазотурбинного блока 56 соединен с входом второго устройства улавливания углекислого газа 37; первый выход второго устройства улавливания углекислого газа 37 соединен с входом по крайней мере одной трубы выброса газов 38; второй выход второго устройства улавливания углекислого газа 37 является также четвертым выходом парогазотурбинного блока 56, который связан с четвертым входом блока плазменной переработки отходов и биомассы 54. Четвертый вход блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 также является входом третьего устройства компримирования 14 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, выход которого связан по крайней мере с одним из входов второго газгольдера 11. Третий вход блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 является также входом четвертого устройства компримирования 15 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, который связан с выходом блока генератора угольного синтез-газа 59; выход четвертого устройства компримирования 15 связан по крайней мере с одним из входов первого газгольдера 9.The first exit of at least one
Блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 содержит биореактор 16, первый вход которого является также первым входом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55; второй вход биореактора 16 соединен с выходом первого теплообменника 17, вход которого является также вторым входом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55; второй вход блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 связан с третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла 36. Выход биореактора 16 через сепаратор 18 связан с входом пресса 19, первый выход которого является также первым выходом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55. Второй вход блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 связан с первым выходом блока выработки биодизельного топлива и биомассы 55, первый выход которого является также выходом товарной продукции биомассы из водорослей "В" схемы. Второй выход пресса 19 соединен с входом центрифуги 20, первый выход которой является также вторым выходом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55.The block producing biodiesel and biomass from
Второй выход блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 является также выходом товарной продукции масла из водорослей "С" схемы. Второй выход центрифуги 20 через устройство выработки биодизельного топлива из водорослей 21 и устройство очистки биодизельного топлива из водорослей 22 связан с входом накопителя биодизельного топлива из водорослей 23; выход накопителя биодизельного топлива из водорослей 23 является также третьим выходом блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55. Третий выход блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 связан с входом по крайней мере одного устройства подготовки топлива для газовой турбины 24.The second output of the block producing biodiesel and biomass from
Как показано на фигуре 2, в предпочтительном варианте осуществления структурная схема, в частности, содержит два плазменных конвертера 4 с блоками переработки базальтоподобного шлака 13, два водогрейных котла-утилизатора 5, одно устройство очистки пиролизного газа 6, четыре устройства компримирования 8, 10, 14 и 15 (первое, второе, третье и четвертое соответственно), одну газовую турбину 26, один котел-утилизатор 32, одну паровую турбину 34, два электрических генератора 30 и 35 (первый и второй соответственно), два устройства улавливания углекислого газа 7 и 37 (первое и второе соответственно), два газгольдера 9 и 11 (первый и второй соответственно), одну трубу выброса газов 38, одно устройство экологического контроля выбросов 40; однако указанного оборудования и устройств в зависимости от потребностей может быть и больше, их количество определяется конкретной задачей.As shown in FIG. 2, in a preferred embodiment, the block diagram includes, in particular, two
На фигуре 2 также видно, что структурная схема содержит блок генератора угольного синтез-газа 59, содержащий первый вход утилизации угольной пыли 41, который также является входом устройства загрузки угольной пыли 42. Выход устройства загрузки угольной пыли 42 соединен с первым входом генератора угольного синтез-газа 44; выход генератора угольного синтез-газа 44 соединен с входом устройства очистки синтез-газа 45, выход которого является также выходом блока генератора угольного синтез-газа 59; второй вход генератора угольного синтез-газа 42 соединен с выходом второго теплообменника 43, вход которого является также вторым входом блока генератора угольного синтез-газа 59; второй вход блока генератора угольного синтез-газа 59 связан с третьим выходом подключения для внешних потребителей тепла 36.The figure 2 also shows that the structural diagram contains a block of coal
В варианте, как показано на фигуре 3, блок переработки базальтоподобного шлака 13 содержит устройство выгрузки жидкого шлака 46, к входу которого подключен второй выход плазменного конвертера 4 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54; выход устройства выгрузки жидкого шлака 46 через волоконно-образующее устройство 47 подключен к входу устройства волокноосаждения 48; один выход устройства волокноосаждения 48 подключен к устройству формирования теплоизоляционного материала 50, а другой выход соединен с входом устройства сбора и гранулирования неволоконных частиц 49; выход устройства формирования теплоизоляционного материала 50 является также выходом теплоизоляционных материалов 51 схемы; выход устройства сбора и гранулирования неволоконных частиц 49 является также выходом гранулированного шлака 53 схемы.In the embodiment, as shown in FIG. 3, the basalt-like
В варианте, как показано на фигуре 4, блок переработки базальтоподобного шлака 13 при другой структуре осуществления содержит устройство выгрузки жидкого шлака 46, к входу которого подключен второй выход плазменного конвертера 4 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54; выход устройства выгрузки жидкого шлака 46 соединен с входом устройства сбора и гранулирования шлака 52; выход устройства сбора и гранулирования шлака 52 является также выходом гранулированного шлака 53 схемы.In the embodiment, as shown in figure 4, the processing unit basalt-
На фигуре 5 показана блок-схема технологического процесса варианта осуществления экологически безопасного способа изобретения, которая имеет следующие рабочие этапы:Figure 5 shows a flowchart of an embodiment of an environmentally friendly method of the invention, which has the following working steps:
- поступающие на переработку отходы и биомассу загружаем, измельчаем,- the waste and biomass coming for processing are loaded, crushed,
- поступающие на переработку отходы и биомассу подвергаем пиролизу и газификации, для чего их подаем в плазменный конвертер, снабженный по крайнем мере одним плазмотроном для создания внутри плазменного конвертера высокой температуры, достаточной для пиролиза и плавления отходов и биомассы, которые преобразуются в CO, H2 и углеводороды, являющиеся основными составляющими пиролизного газа на выходе из плазменного конвертера,- the waste and biomass coming for processing are subjected to pyrolysis and gasification, for which they are fed to a plasma converter equipped with at least one plasmatron to create a high temperature inside the plasma converter sufficient for pyrolysis and melting of the waste and biomass, which are converted to CO, H 2 and hydrocarbons, which are the main components of the pyrolysis gas at the outlet of the plasma converter,
- процессы в плазменном конвертере проводим при средней температуре вплоть до 2000°С,- processes in a plasma converter are carried out at an average temperature up to 2000 ° C,
- пиролизный газ на выходе плазменного конвертера нагреваем до температуры 1200-1450°С и подаем по газоходу на охлаждение, обеспечивая дополнительное время нахождения пиролизного газа под воздействием высокой температуры, чем исключаем спонтанное образование фуранов и диоксинов. Полученный пиролизный газ охлаждаем за короткое время до температуры 300-350°С, чем также исключаем образование фуранов и диоксинов,- we heat the pyrolysis gas at the outlet of the plasma converter to a temperature of 1200-1450 ° C and feed it to the cooling duct, providing additional time for the pyrolysis gas to be exposed to high temperature, thereby eliminating the spontaneous formation of furans and dioxins. The resulting pyrolysis gas is cooled in a short time to a temperature of 300-350 ° C, which also exclude the formation of furans and dioxins,
- тепловую энергию, выделяющуюся при охлаждении пиролизного газа, подаем в парогазотурбинный блок для производства дополнительной электрической энергии,- thermal energy released during cooling of the pyrolysis gas is supplied to a steam-gas-turbine unit to produce additional electric energy,
- очищаем пиролизный газ,- we clean the pyrolysis gas,
- компримируем очищенный пиролизный газ,- we compress the purified pyrolysis gas,
- накапливаем очищенный пиролизный газ,- accumulate purified pyrolysis gas,
- очищенный пиролизный газ подаем в парогазотурбинный блок, где производим электроэнергию и тепло для собственных нужд и внешних потребителей,- we supply purified pyrolysis gas to a steam-gas-turbine unit, where we produce electricity and heat for our own needs and external consumers,
- в плазменном конвертере неорганические компоненты захватываются молекулами силикатов, в результате чего образуется базальтоподобный шлак, из которого вырабатываем гранулированный шлак или теплоизоляционные материалы,- in the plasma converter, inorganic components are captured by silicate molecules, resulting in the formation of basalt-like slag, from which we produce granular slag or heat-insulating materials,
- перед накоплением очищенного пиролизного газа из его состава удаляем углекислый газ, который компримируем, накапливаем в газгольдере углекислого газа,- before the accumulation of purified pyrolysis gas from its composition, remove carbon dioxide, which we compress, accumulate carbon dioxide in the gas tank,
- в результате работы парогазотурбинного блока образующиеся выхлопные газы подвергаем процессу улавливания углекислого газа, который сжимаем и накапливаем в газгольдере углекислого газа,- as a result of the operation of the steam-gas-turbine unit, the resulting exhaust gases are subjected to the process of carbon dioxide capture, which we compress and accumulate in the gas holder of carbon dioxide,
- на выходе из газгольдера углекислого газа углекислый газ с требуемыми параметрами по расходу, температуре и давлению распределяем и дозируем, затем подаем в плазмотроны, установленные в плазменном конвертере, в качестве плазмообразующего газа, чем обеспечиваем пиролиз и высокотемпературную газификацию в плазменном конвертере,- at the outlet from the carbon dioxide gas tank, we distribute and dose carbon dioxide with the required parameters for flow, temperature and pressure, then feed it into the plasma torches installed in the plasma converter as a plasma-forming gas, thereby ensuring pyrolysis and high-temperature gasification in the plasma converter,
- из избытка углекислого газа после обеспечения работы всего технологического процесса переработки отходов и биомассы производим товарную продукцию для внешних потребителей,- from the excess of carbon dioxide after ensuring the operation of the entire technological process for processing waste and biomass, we produce marketable products for external consumers,
- все отходы, получаемые при очистке пиролизного газа, а также отходы, которые появляются в технологическом процессе переработки отходов и биомассы, подаем на переработку в плазменный конвертер,- all the waste resulting from the purification of pyrolysis gas, as well as the waste that appears in the technological process of processing waste and biomass, is fed to a plasma converter for processing,
- с целью повышения калорийности пиролизного газа и соответственно увеличения количества вырабатываемых электроэнергии и тепла (повышения экономической эффективности всего технологического процесса переработки отходов и биомассы), а также снижения эмиссии углекислого газа в атмосферу в технологический процесс переработки отходов и биомассы вводим процессы выращивания водорослей в закрытом объеме и выработки биомассы и жидкого биотоплива из водорослей. Для выращивания водорослей подготовленный семенной материал водорослей загружаем в фотобиореактор, наполненный пресной водой, химическим составом которой обеспечиваем максимальный темп роста водорослей и тем самым создаем эффективный процесс фотосинтеза. В фотобиореакторе во время роста водоросли подвергаются определенному шоку и начинают ускоренно делиться, накапливая в своей массе максимальное количество маслянистой жидкости, из которой вырабатываем высококачественное дизельное топливо,- in order to increase the calorific value of pyrolysis gas and accordingly increase the amount of electricity and heat generated (increase the economic efficiency of the entire technological process for processing waste and biomass), as well as reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere, we introduce the process of growing algae in a closed volume into the technological process for processing waste and biomass and biomass and liquid biofuel production from algae. To grow algae, we prepare the prepared algae seed material in a photobioreactor filled with fresh water, whose chemical composition ensures the maximum algae growth rate and thereby create an effective photosynthesis process. During the growth of the photobioreactor, algae undergo a certain shock and begin to rapidly divide, accumulating in their mass the maximum amount of oily liquid from which we produce high-quality diesel fuel,
- выработанное дизельное топливо очищаем от воды, накапливаем для обеспечения непрерывной подачи с заданными параметрами по расходу и давлению и одновременно с очищенным пиролизным газом подаем в двухтопливную камеру сгорания газовой турбины; отжим биомассы после получения жидкого биотоплива измельчаем и подаем требуемое количество в плазменный конвертер, а часть биомассы и масла из водорослей, получаемых в процессе производства жидкого биотоплива, выделяем для внешних потребителей,- the generated diesel fuel is cleaned of water, accumulated to ensure a continuous supply with the specified parameters for flow and pressure, and simultaneously with the purified pyrolysis gas we feed into a dual-fuel combustion chamber of a gas turbine; we grind the biomass after receiving liquid biofuel and grind the required amount into a plasma converter, and we allocate part of the biomass and oil from algae obtained in the process of production of liquid biofuel to external consumers,
- выделенный углекислый газ с заданными параметрами по расходу, температуре и давлению подаем в качестве питающего вещества для выращивания водорослей,- the carbon dioxide emitted with the given parameters for flow rate, temperature and pressure is supplied as a nutrient for growing algae,
- для выращивания водорослей также применяем источник света, имитирующий естественный солнечный свет со спектральным распределение света в диапазоне 450-500 нм и 630-700 нм, в котором отсутствуют рассеивающее инфракрасное излучение и ультрафиолетовая компонента спектра,- for growing algae, we also use a light source that simulates natural sunlight with a spectral distribution of light in the range of 450-500 nm and 630-700 nm, in which there is no scattering infrared radiation and the ultraviolet component of the spectrum,
- для выращивания водорослей применяем регулируемый источник тепла, который размещаем непосредственно в водной среде, где происходит размножение водорослей,- for growing algae, we use a regulated heat source, which we place directly in the aquatic environment, where algae propagates,
- с целью расширения номенклатуры перерабатываемых отходов вводим процесс утилизации угольных отходов; угольные отходы в виде угольной пыли газифицируем в автономном технологическом процессе, для чего их подаем в газогенератор,- in order to expand the range of recyclable waste, we introduce the process of utilization of coal waste; coal waste in the form of coal dust is gasified in an autonomous technological process, for which they are supplied to a gas generator,
- полученный синтез-газ сжимаем,- compress the resulting synthesis gas,
- синтез-газ накапливаем вместе с очищенным пиролизным газом и полученную смесь в качестве топлива подаем в двухтопливную камеру сгорания газовой турбины,- we accumulate synthesis gas together with purified pyrolysis gas and feed the resulting mixture as fuel into a dual-fuel combustion chamber of a gas turbine,
- для получения синтез-газа используем пар из котла-утилизатора газовой турбины или паровой турбины.- to obtain synthesis gas, we use steam from a waste heat boiler of a gas turbine or a steam turbine.
Структурная схема изобретения работает следующим образом.The structural diagram of the invention operates as follows.
Твердые бытовые и промышленные отходы и биомасса, подлежащие переработке, загружаем в устройство загрузки и измельчения отходов и биомассы 3 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, где измельчаем до размеров, определенных требованиями входного оборудования плазменных конвертеров 4 (состав утилизируемого вещества не имеет принципиального значения), и загружаем в плазменные конвертеры 4. В плазменном конвертере 4 в процессе пиролиза и газификации органической части отходов и биомассы вырабатываем пиролизный газ. Процессы в плазменном конвертере 4 проходят при средней температуре вплоть до 2000°С, таким образом обеспечиваем разрушение перерабатываемых отходов и биомассы на молекулярном уровне. На выходе плазменного конвертера 4 пиролизный газ, имеющий температуру около 1200°С, подаем по газоходу для охлаждения в водогрейный котел-утилизатор 5, в котором быстро охлаждаем до температуры 300-350°С. Для предотвращения остывания пиролизного газа во время прохождения по газоходу в водогрейный котел-утилизатор 5 пиролизный газ нагреваем с помощью плазмотрона до температуры 1200-1450°С, обеспечивая дополнительное время нахождения пиролизного газа под воздействием высокой температуры, чем исключаем спонтанное образование фуранов и диоксинов. После охлаждения в водогрейном котле-утилизаторе 5 до температуры 300-350°С пиролизный газ очищаем в устройстве очистки пиролизного газа 6. При таком способе переработки отходов и биомассы минимизируется образование диоксинов и фуранов и их величина не превышает 0,01 нг/м3. Затем очищенный пиролизный газ подаем в первое устройство улавливания углекислого газа 7, где пиролизный газ подвергается процессу улавливания углекислого газа. Выделенный углекислый газ компримируем во втором устройстве компримирования 10 и накапливаем во втором газгольдере 11. Очищенный таким образом от углекислого газа пиролизный газ компримируем в первом устройстве компримирования 8 и накапливаем в первом газгольдере 9. В результате полученный пиролизный газ является горючим газом, основными компонентами которого являются CO и H2, пригодными для работы газовой турбины 26. С выхода второго газгольдера 11 углекислый газ подаем на устройство распределения и дозирования углекислого газа 12, где выделяем требуемое количество углекислого газа для работы плазмотронов. Затем углекислый газ с требуемыми параметрами по расходу, температуре и давлению подаем в качестве плазмообразующего газа в плазмотроны, установленные в плазменном конвертере 4, обеспечивая в нем пиролиз и высокотемпературную газификацию для получения пиролизного газа. В плазменном конвертере 4 в результате плавления неорганической части отходов вырабатываем экологически чистый химически стойкий базальтоподобный шлак, пригодный для использования в качестве строительного материала (по методике IAEA ISO 6961-82 скорость выщелачивания ионов Na+ составила (2-3)*10-6 г/см2 и скорость выщелачивания тяжелых металлов составила около 10-7 г/см2), который через сливное отверстие подаем в виде расплава в блок переработки базальтоподобного шлака 13.Solid domestic and industrial waste and biomass to be processed are loaded into the waste and biomass loading and grinding device 3 of the plasma processing unit of the waste and
Одновременно с переработкой отходов и биомассы в блоке плазменной переработки отходов и биомассы 54, в структурной схеме, реализующей экологически безопасный способ переработки отходов и биомассы, обеспечиваем производство биомассы и биодизельного топлива из водорослей в блоке выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55. Подготовленный семенной материал водорослей загружаем в фотобиореактор 16, наполненный пресной водой, химическим составом которой обеспечиваем максимальный темп роста водорослей. После этого, полученную водно-водорослевую смесь насыщаем углекислым газом, который из устройства распределения и дозирования углекислого газа 12 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 подаем с заданными параметрами по расходу, температуре и давлению в фотобиореактор 16 в качестве питающего вещества для выращивания водорослей. Благодаря применению специально подготовленной смеси воды и осветительной конструкции, выполненной по принципу оптимального расположения источников света и соответствующего подбора спектра освещения, обеспечиваем эффективный фотосинтез. В качестве источников света применяем источники, имитирующие естественный солнечный свет со спектральным распределение света в диапазоне 450-500 нм и 630-700 нм, в котором отсутствуют рассеивающее инфракрасное излучение и ультрафиолетовая компонента спектра. Кроме этого, для эффективного выращивания водорослей применяем регулируемый источник тепла, размещенный в водной среде, где происходит размножение водорослей. Для этого в водной среде фотобиореактора 16 устанавливаем трубы или форсунки с теплоносителем в качестве регулируемого источника тепла, поступающего из первого теплообменника 17.Simultaneously with the processing of waste and biomass in the plasma processing unit of waste and
Отопление помещения, в котором размещен блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55, также обеспечиваем с помощью первого теплообменника 17. В фотобиореакторе 16 во время роста водоросли получают определенный шок и начинают ускоренно делиться, накапливая в своей массе максимальное количество маслянистой жидкости, из которой вырабатываем высококачественное биодизельное топливо. После достижения водорослями максимального прироста вся водно-водорослевая смесь автоматически подается в сепаратор 18, где происходит сепарация воды, которую вместе с питательными веществами через систему восстановления воды возвращаем в фотобиореактор 16. Полученную в результате сепарации биомассу подаем на пресс 19, где под давлением разрушаются стенки клеток водорослей, выделяется жидкость (масло с остатками воды) и отделяем биомассу. Жидкую фазу подаем на центрифугу 20, где происходит окончательное разделение масла водорослей и воды. Эту воду, содержащую питательные вещества, также возвращаем через систему восстановления воды в фотобиореактор 16. Масло водорослей подаем в устройство выработки биодизеля из водорослей 21, которое позволяет разорвать решетку водорослей на молекулярном уровне, а затем масло тщательным образом перемешиваем с катализатором. В результате на выходе получаем жидкое топливо. Полученное в устройстве выработки биодизеля из водорослей 21 жидкое топливо очищаем в устройстве очистки биодизеля из водорослей 22 и подаем в накопитель биодизеля из водорослей 23. Полученное таким образом жидкое топливо из накопителя биодизеля из водорослей 23 блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 и очищенный пиролизный газ из первого газгольдера 9 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54 одновременно подаем в качества топлива для работы газовой турбины 26 парогазотурбинного блока 56. При этом пиролизный газ подаем непосредственно на второй вход двухтопливного регулятора 25, а биодизельное топливо подаем на первый вход двухтопливного регулятора 25 через устройство подготовки топлива для газовой турбины 24, которое обеспечивает требуемые параметры биодизельного топлива для работы газовой турбины 26.The heating of the room in which the unit for generating biodiesel and biomass from
Оба вида топлива (жидкое и газообразное) с выхода двухтопливного регулятора 25 оптимальным образом (в соответствии с режимом работы газовой турбины 26), а также воздух под давлением из компрессора 27 подаем в двухтопливную камеру сгорания 28, образуя топливовоздушную смесь, которая воспламеняется в камере сгорания 28. Продукты сгорания и нагретый воздух поступают в турбину 29, которая обеспечивает привод первого электрогенератора 30. Выхлопные газы газовой турбины 26 подаем в котел-утилизатор 32, где вырабатываем пар высокого давления для работы паровой турбины 34, которая обеспечивает привод второго электрогенератора 35. Заданное качество воды для выработки пара высокого давления в котле-утилизаторе 32 обеспечиваем системой водоподготовки 33. Парогазотурбинный блок 56 работает в парогазовом цикле, производит электричество для внешних потребителей электроэнергии на первом выходе подключения 31А и на втором выходе подключения 31В, а также тепло для внешних потребителей на третьем выходе подключения 36. Третий выход подключения 36 является единым трактом теплоносителя и объединяет выходы котла-утилизатора 32 и паровой турбины 34. С третьего выхода подключения 36 тепло в виде пара или горячей воды подаем на вход первого теплообменника 17 блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55, с выхода которого обеспечиваем, с одной стороны, отопление помещения, в котором размещается блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 и, с другой стороны, требуемое тепло для работы фотобиореактора 16 этого же блока.Both types of fuel (liquid and gaseous) from the output of the dual-
Парогазотурбинным блоком 56 полностью обеспечиваем собственные нужды как по электроэнергии, так и по теплу. Парогазотурбинный блок 56 может состоять по крайней мере из одной газовой турбины, работающей в открытом цикле, или по крайней мере из одной газовой турбины, работающей с котлом-утилизатором в режиме когенерации, или по крайней мере из одной газовой турбины, работающей в парогазовом цикле, а генерируемая энергия может быть как электрической энергией, так и электрической и тепловой энергиями. Выхлопные газы из котла-утилизатора 32 подвергаем процессу улавливания углекислого газа во втором устройстве улавливания углекислого газа 37. Выделенный углекислый газ подаем в блок плазменной переработки отходов и биомассы 54 на вход третьего устройства компримирования 14, где углекислый газ компримируем и подаем для накопления во второй газгольдер 11. Выхлопные газы после удаления из них углекислого газа направляем в трубу выброса газов 38, которые выбрасываются в атмосферу в виде экологически безопасного выброса газов, при этом экологический контроль выбросов осуществляем устройством экологического контроля выбросов 40 блока управления и контроля технологического процесса 57.Steam-gas-
Избыток углекислого газа, накопленный во втором газгольдере 11 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54, после обеспечения работы плазмотронов плазменного конвертера 4 требуемым расходом углекислого газа в качестве плазмообразующего газа этого же блока и обеспечения работы фотобиореактора 16 блока выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей 55 требуемым расходом углекислого газа в качестве питающего вещества для выращивания водорослей направляем в блок производства товарной продукции из углекислого газа 58, где производим товарную продукцию из углекислого газа для внешних потребителей. В блоке производства продукции из углекислого газа 58 на базе серийного оборудования производим следующую продукцию:The excess carbon dioxide accumulated in the
- сухой лед;- dry ice;
- углекислый газ - как газ для следующего технологического производства;- carbon dioxide - as gas for the next technological production;
- для выпуска высокоэффективного азотного удобрения - карбамида;- for the release of high-performance nitrogen fertilizer - urea;
- для организации процессов пароуглекислотной каталитической конверсии CO2 в метан CH4 и метанол;- to organize the processes of steam-carbon dioxide catalytic conversion of CO 2 to methane CH 4 and methanol;
- для газирования напитков;- for carbonation of drinks;
- как защитный газ при осуществлении сварочных работ с применением сварочных полуавтоматов для защиты расплавленного металла от воздействия атмосферного воздуха;- as a shielding gas during welding operations using semi-automatic welding machines to protect molten metal from atmospheric air;
- для сушки литейных форм при производстве легкоокисляющихся металлов, в частности алюминия.- for drying molds in the production of easily oxidized metals, in particular aluminum.
Одновременно с переработкой отходов и биомассы в блоке плазменной переработки отходов и биомассы 54 обеспечиваем газификацию угольных отходов, в частности угольной пыли, в блоке генератора угольного синтез-газа 59. Угольную пыль, подлежащая переработке, через устройство загрузки угольной пыли 42 подаем в генератор угольного синтез-газа 44, где происходит процесс газификации угольной пыли. Для получения заданного состава синтез-газа в генератор угольного синтез-газа 44 через второй теплообменник 43 подаем пар из тракта теплоносителя с третьего выхода подключения 36. Полученный синтез-газ очищаем в устройстве очистки синтез-газа 45 и подаем в блок плазменной переработки отходов и биомассы 54. В блоке плазменной переработки отходов и биомассы 54 синтез-газ компримируем в четвертом устройстве компримирования 15 и накапливаем во втором газгольдере 9 вместе с очищенным пиролизным газом, образуя смесь пиролизного газа и синтез-газа.Simultaneously with the processing of waste and biomass in the plasma processing unit of waste and
Автоматизированная система управления технологического процесса 39 блока управления и контроля технологического процесса 57, имеющая двусторонние связи со всеми другими блоками, обеспечивает многоуровневый контроль и управление технологическим процессом производства. Безотходное производство обеспечиваем за счет того, что все отходы, которые образуются в технологическом процессе производства, подаем на переработку в плазменный конвертер 4 блока плазменной переработки отходов и биомассы 54.The automated
Осуществление изобретения обеспечивает выполнение поставленных целей и достижение следующих технических преимуществ:The implementation of the invention ensures the achievement of goals and the achievement of the following technical advantages:
- повышается эффективность переработки твердых бытовых и промышленных отходов и биомассы при выработке электрической и тепловой энергии и снижается эмиссия углекислого газа в атмосферу за счет удаления углекислого газа из пиролизного газа,- the efficiency of processing solid domestic and industrial wastes and biomass increases during the generation of electric and thermal energy and the emission of carbon dioxide into the atmosphere is reduced due to the removal of carbon dioxide from pyrolysis gas,
- снижается эмиссия углекислого газа в атмосферу при производстве электрической и тепловой энергий за счет улавливания углекислого газа из выхлопных газов котла-утилизатора и подачи его в блок выработки жидкого топлива из биомассы водорослей,- reduced emissions of carbon dioxide into the atmosphere during the production of electric and thermal energy due to the capture of carbon dioxide from the exhaust gases of the recovery boiler and its supply to the unit for generating liquid fuel from algae biomass,
- увеличивается мощность парогазотурбинного блока за счет подачи тепловой энергии, выделяющейся при охлаждении пиролизного газа, в котел-утилизатор парогазотурбинного блока,- the power of the steam-gas-turbine unit increases due to the supply of thermal energy released during cooling of the pyrolysis gas to the recovery boiler of the steam-gas-turbine unit,
- повышается экологическая безопасность процесса переработки отходов и биомассы за счет обеспечения дополнительного времени нахождения пиролизного газа под действием температуры в диапазоне 1200-1450°С, что минимизирует спонтанное образование диоксинов и фуранов, величина которых не превышает 0,01 нг/м3,- increases the environmental safety of the process of processing waste and biomass by providing additional time spent pyrolysis gas under the influence of temperature in the range of 1200-1450 ° C, which minimizes the spontaneous formation of dioxins and furans, the value of which does not exceed 0.01 ng / m 3 ,
- повышается уровень экологической безопасности процесса переработки отходов и биомассы за счет того, что процессы в плазменном конвертере проводятся при средней температуре вплоть до 2000°С,- increases the level of environmental safety of the process of processing waste and biomass due to the fact that the processes in the plasma converter are carried out at an average temperature up to 2000 ° C,
- обеспечивается получение экологически чистого химически стойкого базальтоподобного шлака, пригодного для использования в качестве строительного материала, со следующими характеристиками: скорость выщелачивания ионов Na+ (2-3)*10-6 г/см2 и скорость выщелачивания тяжелых металлов около 10-7 г/см2,- provides an environmentally friendly chemically resistant basalt-like slag suitable for use as a building material, with the following characteristics: the rate of leaching of ions Na + (2-3) * 10 -6 g / cm 2 and the rate of leaching of heavy metals about 10 -7 g / cm 2
- расширяется номенклатура перерабатываемых отходов, а именно за счет введения в процесс переработки отходов автономного технологического процесса газификации угольной пыли с целью утилизации угольных отходов,- the range of recyclable waste is expanding, namely due to the introduction of an autonomous technological process of coal dust gasification into the waste processing process for the purpose of recycling coal waste,
- расширяется перечень продуктов переработки отходов и биомассы за счет выработки биомассы и масла из водорослей, как сырья для фармацевтической и парфюмерной промышленностей, и производства сухого льда из углекислого газа, а также использования углекислого газа как товарной позиции, применяемой в промышленности и сельском хозяйстве в следующих целях:- the list of waste products and biomass processing products is expanding due to the production of biomass and oil from algae as raw materials for the pharmaceutical and perfume industries, and the production of dry ice from carbon dioxide, as well as the use of carbon dioxide as a commodity used in industry and agriculture in the following purposes:
- для выпуска высокоэффективного азотного удобрения - карбамида;- for the release of high-performance nitrogen fertilizer - urea;
- для организации процессов пароуглекислотной каталитической конверсии CO2 в метан CH4 и метанол;- to organize the processes of steam-carbon dioxide catalytic conversion of CO 2 to methane CH 4 and methanol;
- для газирования напитков;- for carbonation of drinks;
- как защитный газ при осуществлении сварочных работ с применением сварочных полуавтоматов для защиты расплавленного металла от воздействия атмосферного воздуха;- as a shielding gas during welding operations using semi-automatic welding machines to protect molten metal from atmospheric air;
- для сушки литейных форм при производстве легкоокисляющихся металлов, в частности алюминия.- for drying molds in the production of easily oxidized metals, in particular aluminum.
Экономические преимущества изобретения следующие:The economic advantages of the invention are as follows:
повышается экономическая эффективность и сокращаются сроки окупаемости комплексов, реализующих экологически безопасный способ переработки отходов и биомассы с выработкой электроэнергии и тепла за счет применения высокотемпературной плазменной переработки отходов и биомассы совместно с производством биомассы и выработкой жидкого топлива из водорослей при годовой производительности переработки, начиная с 25000 т в год.increased economic efficiency and reduced payback time for complexes that implement an environmentally friendly method of processing waste and biomass with the generation of electricity and heat through the use of high-temperature plasma processing of waste and biomass together with the production of biomass and the production of liquid fuel from algae at an annual processing capacity starting from 25,000 tons in year.
Ожидаемые области применения осуществления изобретенияExpected Field of Application
Изобретение относится к областям энергетики и экологии, а также к области термической переработки твердых бытовых и промышленных отходов и биомассы с утилизацией их энергетического потенциала для получения электрической и тепловой энергии, а также области производства биомассы и масла из водорослей как сырья для фармацевтической и парфюмерной промышленностей, а также товарных позиций, производимых из углекислого газа для различных областей промышленности.The invention relates to the fields of energy and ecology, as well as to the field of thermal processing of solid household and industrial waste and biomass with the utilization of their energy potential to produce electric and thermal energy, as well as the production of biomass and oil from algae as raw materials for the pharmaceutical and perfume industries, as well as commodity items produced from carbon dioxide for various industries.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF DESIGNATIONS
1. вход утилизации твердых бытовых и промышленных отходов1. input for the disposal of solid household and industrial waste
2. вход биомассы2. biomass input
3. устройство загрузки и измельчения отходов и биомассы3. device for loading and grinding waste and biomass
4. плазменный конвертер4. plasma converter
5. водогрейный котел-утилизатор5. hot water recovery boiler
6. устройство очистки пиролизного газа6. pyrolysis gas purification device
7. первое устройство улавливания углекислого газа7. first carbon dioxide capture device
8. первое устройство компримирования8. first compression device
9. первый газгольдер9. first gas holder
10. второе устройство компримирования10. second compression device
11. второй газгольдер11. second gas holder
12. устройство распределения и дозирования углекислого газа12. carbon dioxide distribution and dosing device
13. блок переработки базальтоподобного шлака13. basalt-like slag processing unit
14. третье устройство компримирования14. third compression device
15. четвертое устройство компримирования15. fourth compression device
16. фотобиореактор16. photobioreactor
17. первый теплообменник17. first heat exchanger
18. сепаратор18. separator
19. пресс19. press
20. центрифуга20. centrifuge
21. устройство выработки биодизельного топлива21. biodiesel generator
22. устройство очистки биодизеля из водорослей22. algae biodiesel purification device
23. накопитель биодизеля из водорослей23. algae biodiesel storage
24. устройство подготовки топлива для газовой турбины24. fuel preparation device for a gas turbine
25. двухтопливный регулятор25. dual-fuel regulator
26. газовая турбина26. gas turbine
27. компрессор27. compressor
28. двухтопливная камера сгорания28. dual-fuel combustion chamber
29. турбина29. turbine
30. первый электрогенератор30. first electric generator
31. А. первый выход подключения31. A. first connection output
31. В. второй выход подключения31. V. second connection output
32. котел-утилизатор32. recovery boiler
33. устройство водоподготовки33. water treatment device
34. паровая турбина34. steam turbine
35. второй электрогенератор35. second electric generator
36. третий выход подключения36. third connection output
37. второе устройства улавливания углекислого газа37. second carbon dioxide capture device
38. труба выброса газов38. gas exhaust pipe
39. система управления и контроля технологическим процессом39. process control and monitoring system
40. устройство экологического контроля выбросов40. environmental emission control device
41. вход утилизации угольной пыли41. coal dust recovery input
42. устройство загрузки угольной пыли42. coal dust loading device
43. второй теплообменник43. second heat exchanger
44. генератор угольного синтез-газа44. Coal synthesis gas generator
45. устройство очистки синтез-газа45. synthesis gas purification device
46. устройство выгрузки жидкого шлака46. device for unloading liquid slag
47. волокнообразующее устройство47. fiberising device
48. устройство волокноосаждения48. fiber deposition apparatus
49. устройство сбора и гранулирования неволоконных частиц49. device for collecting and granulating non-fiber particles
50. устройство формирования теплоизоляционного материала50. device for the formation of heat-insulating material
51. выход теплоизоляционного материала51. thermal insulation material output
52. устройство сбора и гранулирования шлака52. device for collecting and granulating slag
53. выход гранулированного шлака53. granulated slag yield
A. источник теплаA. heat source
B. выход товарной продукции биомассы из водорослейB. yield of commercial biomass products from algae
C. выход товарной продукции масла из водорослейC. Yield of algae oil products
D. выход товарной продукции из углекислого газаD. output of marketable products from carbon dioxide
54. блок плазменной переработки отходов и биомассы54. unit for plasma processing of waste and biomass
55. блок выработки биодизельного топлива и биомассы из водорослей55. unit for the production of biodiesel and biomass from algae
56. парогазотурбинный блок56. steam and gas turbine block
57. блок управления и контроля технологическим процессом57. control unit and process control
58. блок производства товарной продукции из углекислого газа58. unit for the production of commercial products from carbon dioxide
59. блок генератора угольного синтез-газа59. block of the generator of coal synthesis gas
Claims (10)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU1200629A HU230278B1 (en) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Arrangement and process for conversion of waste and biomass for emproving electrical and heat energy |
HUP1200629 | 2012-11-05 | ||
PCT/HU2013/000023 WO2014068344A2 (en) | 2012-11-05 | 2013-03-04 | Structural configuration and method for environmentally safe waste and biomass processing to increase the efficiency of energy and heat generation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015119131A RU2015119131A (en) | 2016-12-10 |
RU2616196C2 true RU2616196C2 (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=89990927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119131A RU2616196C2 (en) | 2012-11-05 | 2013-03-04 | Structural scheme and environmentally safe method of processing wastes and biomass to increase efficiency of generating electric power and heat |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2914904B1 (en) |
BR (1) | BR112015010043A2 (en) |
HU (1) | HU230278B1 (en) |
RU (1) | RU2616196C2 (en) |
WO (1) | WO2014068344A2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182401U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эковолга" | A device for processing blue-green algae into biofuel |
RU2679330C1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Biomass waste gasification based energy system |
RU2769442C2 (en) * | 2017-06-14 | 2022-03-31 | ГИДАРА Энержи Б.В. | Device for additional treatment and method for additional treatment of at least gases after gasification process in fluidized bed, as well as logic unit and its application |
RU2783213C1 (en) * | 2021-07-29 | 2022-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for environmentally sustainable recycling of solid household waste at a multi-fuel power complex and apparatus for implementation thereof |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105737162B (en) * | 2014-12-09 | 2019-06-25 | 中国科学院上海高等研究院 | The house refuse low temperature pyrogenation system and method for Kernel-based methods decoupling and gas washing burning |
CN105737163B (en) * | 2014-12-09 | 2020-01-07 | 中国科学院上海高等研究院 | Low temperature pyrolysis system and method of domestic waste based on decoupling combustion |
CN107461733B (en) * | 2017-09-05 | 2019-07-05 | 安徽晋煤中能化工股份有限公司 | Device applied to the recycling of urea waste heat |
US12195673B2 (en) | 2020-11-03 | 2025-01-14 | Senai-Servico Nacional De Aprendizagem Industrial | Method for producing biofuels involving the pyrolysis of macrophyte biomass |
EP4159710A3 (en) | 2021-10-01 | 2023-08-16 | Indian Oil Corporation Limited | Integrated process and cu/zn-based catalyst for synthesizing methanol utilizing co2, generating electricity from hydrocarbon feedstock |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080166273A1 (en) * | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Day Andrew E | Method And System For The Transformation Of Molecules, This Process Being Used To Transform Harmful And Useless Waste Into Useful Substances And Energy |
RU81561U1 (en) * | 2008-09-04 | 2009-03-20 | Валерий Герасимович Гнеденко | ELECTRIC POWER INSTALLATION |
WO2010065137A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Global Energies, Llc | Recycling of greenhouse gasses in large scale plasma processes |
US20120232173A1 (en) * | 2009-07-01 | 2012-09-13 | James Charles Juranitch | High Energy Power Plant Fuel, and CO or CO2 Sequestering Process |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001053434A1 (en) | 2000-01-21 | 2001-07-26 | Integrated Environmental Technologies, Llc. | Methods and apparatus for treating waste |
IL148223A (en) | 2002-02-18 | 2009-07-20 | David Pegaz | System for a waste processing plant |
US20070072949A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-03-29 | General Electric Company | Methods and apparatus for hydrogen gas production |
US20090049748A1 (en) * | 2007-01-04 | 2009-02-26 | Eric Day | Method and system for converting waste into energy |
US8383870B2 (en) * | 2008-07-18 | 2013-02-26 | Federal Express Corporation | Environmentally friendly methods and systems of energy production |
US20100105127A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Margin Consulting, Llc | Systems and methods for generating resources using wastes |
WO2010059219A1 (en) * | 2008-11-19 | 2010-05-27 | Global Energies, Llc | Large scale destruction of green house gasses using plasma |
US20110291425A1 (en) * | 2008-11-19 | 2011-12-01 | James Charles Juranitch | Low co2 emissions systems |
EP2401486A1 (en) * | 2009-02-24 | 2012-01-04 | Juranitch, James Charles | Clean-burning electrical power generating system |
US8888872B2 (en) * | 2010-07-06 | 2014-11-18 | General Electric Company | Gasifier cooling system |
US20120137700A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-07 | Dennis John Werner | System for Producing Power Using Low Pressure Gasification of a Stock Fuel |
US10107494B2 (en) * | 2014-04-22 | 2018-10-23 | Universal City Studios Llc | System and method for generating flame effect |
-
2012
- 2012-11-05 HU HU1200629A patent/HU230278B1/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-03-04 BR BR112015010043A patent/BR112015010043A2/en not_active IP Right Cessation
- 2013-03-04 RU RU2015119131A patent/RU2616196C2/en not_active IP Right Cessation
- 2013-03-04 WO PCT/HU2013/000023 patent/WO2014068344A2/en active Application Filing
- 2013-03-04 EP EP13718619.3A patent/EP2914904B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080166273A1 (en) * | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Day Andrew E | Method And System For The Transformation Of Molecules, This Process Being Used To Transform Harmful And Useless Waste Into Useful Substances And Energy |
RU81561U1 (en) * | 2008-09-04 | 2009-03-20 | Валерий Герасимович Гнеденко | ELECTRIC POWER INSTALLATION |
WO2010065137A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Global Energies, Llc | Recycling of greenhouse gasses in large scale plasma processes |
US20120232173A1 (en) * | 2009-07-01 | 2012-09-13 | James Charles Juranitch | High Energy Power Plant Fuel, and CO or CO2 Sequestering Process |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769442C2 (en) * | 2017-06-14 | 2022-03-31 | ГИДАРА Энержи Б.В. | Device for additional treatment and method for additional treatment of at least gases after gasification process in fluidized bed, as well as logic unit and its application |
US11401476B2 (en) | 2017-06-14 | 2022-08-02 | Gidara Energy B.V. | Aftertreatment arrangement and method for the aftertreatment of at least gases downstream of a fluid bed gasification system, and logic unit and use |
RU182401U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-08-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Эковолга" | A device for processing blue-green algae into biofuel |
RU2679330C1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-02-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Biomass waste gasification based energy system |
RU2783213C1 (en) * | 2021-07-29 | 2022-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for environmentally sustainable recycling of solid household waste at a multi-fuel power complex and apparatus for implementation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2914904B1 (en) | 2019-10-09 |
WO2014068344A3 (en) | 2014-06-26 |
WO2014068344A2 (en) | 2014-05-08 |
EP2914904A2 (en) | 2015-09-09 |
HUP1200629A2 (en) | 2014-05-28 |
RU2015119131A (en) | 2016-12-10 |
HU230278B1 (en) | 2015-12-28 |
BR112015010043A2 (en) | 2017-07-11 |
WO2014068344A4 (en) | 2014-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2616196C2 (en) | Structural scheme and environmentally safe method of processing wastes and biomass to increase efficiency of generating electric power and heat | |
US8845772B2 (en) | Process and system for syngas production from biomass materials | |
US8318997B2 (en) | Carbon-based durable goods and renewable fuel from biomass waste dissociation | |
US8975458B2 (en) | Carbon-based durable goods and renewable fuel from biomass waste dissociation | |
Zhang et al. | A hybrid biological and thermal waste-to-energy system with heat energy recovery and utilization for solid organic waste treatment | |
CN102530859B (en) | External-heating-type microwave plasma gasification furnace and synthesis gas production method | |
CN100381352C (en) | Method and device for plasma producing hydrogen by using garbage biomass and water as raw material | |
RU2562112C2 (en) | Device for thermochemical harmonisation and gasification of wet biomass and its application | |
KR100993908B1 (en) | Energy fueling method of flammable waste and gasifier of flammable waste | |
CN204039347U (en) | One way of life refuse pyrolysis comprehensive resource treatment system | |
CN104987871A (en) | Household garbage miniature continuous type self-heating movable horizontal dry distillation machine | |
CN102389887A (en) | High-temperature treatment and super-high-temperature plasma gasification method of municipal domestic wastes | |
Chen et al. | Co-gasification of waste shiitake substrate and waste polyethylene in a fluidized bed reactor under CO2/steam atmospheres | |
KR101097443B1 (en) | Method of transforming combustible wastes into energy fuel and Gasification system of combustible wastes | |
CN105351019A (en) | Power generation technique based on pyrolyzation and gasification of refuse derived fuel (RDF) prepared from household refuse and incineration of fuel gas | |
JP2018017494A (en) | Recycling resource manufacturing device | |
CN202465607U (en) | External heating type microwave plasma gasification furnace | |
Sivaraman et al. | Biomass Gasification using Coconut Shell for Small-Scale Electricity Generation | |
KR101465931B1 (en) | Thermal Power Plant system Using wood bio masses | |
CN109280559A (en) | Waste axial medium-high temperature catalytic cracking three-phase synthesis one-step generation reaction device | |
CN204737918U (en) | Self -heating portable horizontal dry distillation of miniaturized continuous type of domestic waste machine | |
BG66586B1 (en) | Method and installation for the conversion of waste hydro carbonic products and utilization of the products obtained after the reprocessing | |
KR20240010714A (en) | Waste Collection and Waste Management Center Vehicle Renewable Fuel Production System and Method | |
CN202881202U (en) | Biomass refuse-doped gasifier with plasma torch heating system | |
CN115109606A (en) | Pure hydrogen and poly-generation coupling system prepared from biomass waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200305 |